Электронный фильтр для выпрямителя.

С изготовлением дросселей для сглаживающих фильтров выпрямителей, могут возникнуть проблемы: надо найти нужный магнитопровод и обмоточный провод, поэтому вместо дросселей удобно воспользоваться транзисторами. Такая замена позволяет избавиться от переходных процессов, отрицательно влияющих на работу нагрузочного устройства и самого выпрямителя. При этом, зачастую, снижаются габариты, масса и стоимость самого выпрямителя. Электронные фильтры могут снизить пульсации выпрямленного напряжения в 3...5 и более раз. Приведенные схемы электронных фильтров, в этой статье, предназначены для использования в бестрансформаторных сетевых блоках питания при нагрузке с током до 1 А, т.е. с нагрузкой 200…250 Вт. Силовые транзисторы фильтров должны быть снабжены теплоотводами с рассеиваемой мощностью не менее 50 Вт. Предельно допустимое напряжение эмиттер-коллектор (исток-сток) используемых транзисторов должно быть не менее 400 В. Для сравнения к схемам приведены осциллограммы напряжения пульсаций на выходе фильтра при нагрузке с током 1 А. Вообще различают два способа включения силовых (регулирующих) транзисторов в фильтрах: последовательно и параллельно нагрузке. Последовательное включение транзисторов характерно для выпрямителей, имеющих высокое выходное напряжение (300...400 В). При низких напряжениях (до 30 В) используется как последовательное включение, так и параллельное. Ниже показан электронный фильтр на биполярном транзисторе (VT3).

Как видно, амплитудное напряжение пульсаций схемы составляет около 5 В. Введение положительной обратной связи по току на транзисторах VT1 и VT2 делает фильтр эквивалентным П-образному LC-фильтру, показанному на следующем рисунке, по коэффициенту пульсаций и «жесткости» выходной (нагрузочной) характеристики.

В следующем фильтре используется в качестве силового элемента mosfet-транзистор.

Очевидно, что эта схема уступает по качественным характеристикам предыдущей. Но фильтрующие свойства и «жесткость» нагрузочной характеристики этого фильтра можно на порядок повысить, если последовательно с резистором R2 включить два стабилитрона типа 1N4764A, а номинал резистора R2 уменьшить до 12 кОм:

После «доработки» амплитуда пульсаций составляет всего лишь около 500 мВ. Ну и до сравнения ниже приведена осциллограмма пульсаций, если использовать в качестве фильтра классический электролитический конденсатор большой емкости.